二階常係數線性微分方程y y 0的通解

時間 2021-08-30 23:45:03

1樓:胖大熙

二階常係數線性微分方程y"+y=0的通解為-xex+x+2。

因為常係數線性齊次微分方程y"+y=0的通解為:y=(c1+c2 x)ex,故 r1=r2=1為其特徵方程的重根,且其特徵方程為(r-1)2=r2-2r+1,對於非齊次微分方程為y″-2y′+y=x,設其特解為 y*=ax+b,代入y″-2y′+y=x 可得,0-2a+(ax+b)=x。

整理可得(a-1)x+(b-2a)=0,所以 a=1,b=2。所以特解為 y*=x+2,將y(0)=2,y(0)=0 代入可得,c1=0,c2=-1。故所求特解為 y=-xex+x+2。

故答案為-xex+x+2。

微分方程求解注意:

數學領域對微分方程的研究著重在幾個不同的面向,但大多數都是關心微分方程的解。只有少數簡單的微分方程可以求得解析解。不過即使沒有找到其解析解,仍然可以確認其解的部分性質。

在無法求得解析解時,可以利用數值分析的方式,利用電腦來找到其數值解。 動力系統理論強調對於微分方程系統的量化分析,而許多數值方法可以計算微分方程的數值解,且有一定的準確度。

2樓:姬覓晴

故答案為-xex+x+2。

因為常係數線性齊次微分方程y"+y=0的通解為:

y=(c1+c2 x)ex,

故 r1=r2=1為其特徵方程的重根,且其特徵方程為(r-1)2=r2-2r+1,

故 a=-2,b=1。

對於非齊次微分方程為y″-2y′+y=x,設其特解為 y*=ax+b,

代入y″-2y′+y=x 可得,

0-2a+(ax+b)=x,

整理可得

(a-1)x+(b-2a)=0,

所以 a=1,b=2。

所以特解為 y*=x+2,

通解為 y=(c1+c2 x)ex +x+2.將y(0)=2,y(0)=0 代入可得,

c1=0,c2=-1。

故所求特解為 y=-xex+x+2。

故答案為-xex+x+2。

3樓:

得出根為:1+2i和1-2i k^2+pk+q=0,根據p=-(a+b)=-2,q=1+4=5

已知二階常係數線性齊次微分方程y"+py'+qy=0的通解為y=e^x(c1 sin2x+c2 cos2x),則常數p和q分別為()

4樓:科技數碼答疑

得出根為:1+2i和1-2i

k^2+pk+q=0,根據p=-(a+b)=-2,q=1+4=5

二階常係數齊次線性微分方程 通解

5樓:匿名使用者

y'' - 2y' + 5y = 0,

設y = e^[f(x)],則

y' = e^[f(x)]*f'(x),

y''= e^[f(x)]*[f'(x)]^2 + e^[f(x)]*f''(x).

0 = y'' - 2y' + 5y = e^[f(x)]*[f'(x)]^2 + e^[f(x)]*f''(x) - 2e^[f(x)]*f'(x) + 5e^[f(x)],

0 = [f'(x)]^2 + f''(x) - 2f'(x) + 5,

當f(x) = ax + b, a,b是常數時。

f''(x) = 0,

f'(x) = a.

0 = a^2 - 2a + 5.

2^2 - 4*5 = -16 < 0.(2^2-4*5)^(1/2)=4i.

a = [2 + 4i]/2 = 1 + 2i或a = [2-4i]/2 = 1 - 2i.

y = e^[f(x)] = e^[ax+b] = e^[(1+2i)x + b] = e^[x+b]*e^(2ix)

或 y = e^[f(x)] = e^[ax+b] = e^[(1-2i)x + b] = e^[x+b]*e^(-2ix)

因2個解都滿足微分方程。所以,微分方程的實函式解為,

y = e^[x+b]*e^(2ix) + e^[x+b]*e^(-2ix) = e^[x+b][e^(2ix)+e^(-2ix)] = 2e^[x+b][cos(2x)]

或 y = e^[x+b]*e^(2ix) - e^[x+b]*e^(-2ix) = e^[x+b][e^(2ix)-e^(-2ix)] = 2e^[x+b][sin(2x)]

微分方程的實函式的通解為,

y = 2c1e^[x+b][cos(2x)] + 2c2e^[x+b][sin(2x)]

= e^x[2c1e^bcos(2x) + 2c2e^bsin(2x)]

其中,c1,c2 是任意常數。

記 c1 = 2c1e^b, c2 = 2c2e^b,

有 y = e^x[c1cos(2x) + c2sin(2x)]

c1,c2為任意常數。

這個,可能就是特徵方程無實數根時,通解的由來吧~~

【俺記憶力很差,公式都記不住,全靠傻推。。

這樣的壞處是費時,好處是,自己推1遍,來龍去脈就清楚1些了。

不知道,俺的傻推過程對你的疑問有點幫助沒~~】

6樓:吉祿學閣

r是微分方程的特徵值,它是通過方程r^2-2r+5=0來求出的。

將其看成一元二次方程,判別式=4-20=-16<0,說明方程沒有實數根,但在複數範圍內有根,根為: r1=1+2i r2=1-2i;

在複數領域中,z1=a+bi 和z2=a-bi, 及兩個複數的實數部分相等,虛數部分互為相反數的複數稱為共軛複數;所以本題的兩個特徵值符合這一關係,故謂共軛復根。

7樓:風長月

就是解r^2-2r+5=0這個方程

r^2-2r+1=-4

(r-1)^2=-4

所以r1=1+2i r2=1-2i

應該沒有什麼難理解的啊

8樓:匿名使用者

r^2-2r+5=0

δ=b^2-4ac=16<0

所以這個方程沒有實根,而是是2個共軛復根。

復根就是用複數

表示的根

複數是比實數更大範圍的數, 由實部和虛部組成。

虛部有個i,i^2=-1,如設實數m,n,則複數可以表示為m+ni,m是實部,ni為虛部。

其中m+ni和m-ni是共軛關係,就是虛部是相反數,實部相等的兩複數!

復根一元二次方程的解法是m=-b/2a n=(根號下|δ|)/2a希望您能明白

9樓:邢俊傑

r^2-2r+5=0 在實數域內你能

得到根麼?在複數域內則可得到一對共軛復根,事實上任何實係數一元多次方程若有虛根,則虛根必共軛成對出現!

當然你可能更想知道怎麼由這對共軛根得到該微分方程的通解,這問題個根據兩種情況解決

1)你只是學簡單地高等數學,或者搞工程技術,那麼只需要記住怎麼由該虛根求得微分方程通解就行了,就是記住公式,記住虛根實虛部和微分方程通解的對應關係(或稱為微分方程解的結構)

2)你對求解過程非常感興趣,或者是學專業數學的,那麼你可以參考任何一本專業講常微分方程的書籍,都能得到你的答案

二階常係數齊次微分方程的定義是什麼

y求兩次導數,二階 如果pq為常數就是常係數,pq不全為常數就是變係數。齊次的定義像上次一樣。求解微分變數的未知數方程叫微分方程 首先乙個個分析,二階,是指導數 或者微分次數 一階導數,二階導數的意思。所以你的式子中最高導數項為y的兩次導,就是二階方程,這同y 2 y 0是二次方程的判別方法一樣。就...

二階線性齊次微分方程通解求法

朋秀愛薩棋 解求特徵方程r 2 p x r q x 0解出兩個特徵根r1,r2 若r1 r2且r1,r2為實數,則y c1 e r1 x c2 e r2 x 若r1 r2且r1,r2為實數,則y c1 xc2 e r1 x 若r1,r2即a bi為複數,則y e ax c1 cosbx c2 sin...

求二階微分方程的通解,高等數學,二階微分方程,求通解,需要詳細步驟,謝謝 40

2y y y 3e x,先求齊次方程通解。令2t 2 t 1 0,解得t 1或1 2即齊次解為y a e x b e 1 2x 其中a,b r 再求1個特解即可。令y c e x,則2c c c 3,即c 3 2故問題的解為3 2 e x a e x b e x 2 其中a,b r 北極灬寒冰 可以...